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文檔簡介
1、第一章 高分子實驗基礎(chǔ)2第一節(jié) 化學實驗室安全知識2一、防火防爆2二、滅火3三、化學毒物及中毒的救治4五、氣瓶的安全使用11六、電氣安全12七、危險藥品的使用與保管13八、化學廢棄物的處理知識15第二節(jié) 基本物理常數(shù)的測定18一、熔點的測定18二、蒸餾及沸點的測定21三、物質(zhì)密度測定25四、折射率的測定25五、旋光度的測定27第三節(jié) 聚合反應(yīng)的追蹤28一、稱重法28二、化學分析法29三、膨脹計法29四、折光儀法29五、黏度法29六、氣相色譜法29七、紅外光譜法30第四節(jié) 聚合物的化學分析方法30一、雙鍵的測定30二、羥基的測定32三、羥基的測定33四、環(huán)氧值的測定34五、醇解度的測定35六、縮
2、醛度的測定35七、氯含量的測定36八、游離異氰酸酯基的測定37九、苯酚的分析方法38 第一章 高分子實驗基礎(chǔ)第一節(jié) 化學實驗室安全知識高分子實驗室中經(jīng)常使用的有機試劑和溶劑,多數(shù)具有易燃性、易爆性和毒性等。雖然我們在選擇實驗時,盡量選用低毒的溶劑和試劑,但是大量使用它們時,對人體也會造成一定傷害。因此,防火、防爆、防中毒已成為高分子實驗室中的重要問題。一、防火防爆1. 化驗室內(nèi)應(yīng)備有滅火用具,急救箱和個人防護器材?;瀱T要熟知這些器材的使用方法。2. 禁止用火焰在煤氣管道上尋找漏氣的地方,應(yīng)該用肥皂水來檢查漏氣。3. 操作、傾倒易燃液體時應(yīng)遠離火源,瓶塞開不開時,切忌用火加熱或冒然敲打。傾倒易
3、燃液體量大時要有防靜電措施。4. 加熱易燃溶劑必須在水浴或嚴密的電熱板上緩慢進行,嚴禁用火焰或電爐直接加熱。5. 點燃煤氣燈時,必須先關(guān)閉風門,劃著火柴,再開煤氣,最后調(diào)節(jié)風量。停用時要先閉風,后閉煤氣。不依次序,就有發(fā)生爆炸和火災(zāi)的危險。還要防止煤氣燈內(nèi)燃。6. 使用酒精燈時,注意酒精切勿裝滿,應(yīng)不超過容量的2/3,燈內(nèi)酒精不足1/4容量時,應(yīng)滅火后添加酒精。燃著的燈焰應(yīng)用燈帽蓋滅,不可用嘴吹滅,以防引起燈內(nèi)酒精起燃。酒精燈應(yīng)用火柴點燃,不應(yīng)用另一正燃的酒精來點,以防失火。7. 易爆炸類藥品,如苦味酸,高氯酸,高氯酸鹽,過氧化氫等應(yīng)放在低溫處保管,不應(yīng)和其它易燃物放在一起。8. 在蒸餾可燃物
4、時,要時刻注意儀器和冷凝器的正常工作。如需往蒸餾器內(nèi)補充液體,應(yīng)先停止加熱,放冷后再進行。9. 易發(fā)生爆炸的操作不得對著人進行,必要時操作人員應(yīng)戴面罩或使用防護檔板。10. 身上或手上沾有易燃物時,應(yīng)立即清洗干凈,不得靠近燈火,以防著火。11. 嚴禁可燃物與氧化劑一起研磨。工作中不要使用不知其成分的物質(zhì),因為反應(yīng)時可能形成危險的產(chǎn)物(包括易燃、易爆或有毒產(chǎn)物)。在必須進行性質(zhì)不明的實驗時,應(yīng)盡量先從最小劑量開始,同時要采取安全措施。12. 易燃液體的廢液應(yīng)設(shè)置專用貯器收集,不得倒入下水道,以免引起燃爆事故。13. 電爐周圍嚴禁有易燃物品。電烘箱周圍嚴禁放置可燃、易燃物及揮發(fā)性易燃液體。不能烘烤
5、放出易燃蒸氣的物料。14一旦發(fā)生火警,應(yīng)沉著鎮(zhèn)定地采取正確措施,控制事故的擴大。首先立即切斷電源,移走易燃物。然后根據(jù)易燃物的性質(zhì)和火勢采取適當?shù)姆椒ㄟM行撲救。有機物著火通常不用水進行撲救。小火可用濕布或石棉布蓋熄。火勢較大時,使用黃沙、滅火器等將火熄滅。二、滅火一旦發(fā)生火災(zāi),化驗員要臨危不懼,冷靜沉著,及時采取滅火措施。若局部起火,應(yīng)立即切斷電源,并閉煤氣閥門,用濕抹布或石棉布覆蓋熄滅。若火勢較猛,應(yīng)根據(jù)具體情況,選用適當?shù)臏缁饳C進行滅火,并立即與有關(guān)部門聯(lián)系,請求救援。常用滅火器類型和適用范圍見表1-1。根據(jù)燃燒物的性質(zhì),國際上統(tǒng)一將火災(zāi)分為A,B,C,D四類。A類火災(zāi)是指木材、紙張和棉花
6、等物質(zhì)的著火,最經(jīng)濟的滅火劑是水,另外可用酸堿式和泡沫式滅火機。B類火災(zāi)是指可燃性液體,如石油化工產(chǎn)品,食用油脂等著火。撲滅此類火災(zāi)可有泡沫式滅火機,二氧化碳滅火機,干粉滅火機和“1211”滅火機?!?211”是對付B類火災(zāi)的有效武器,它在火焰中氣化時產(chǎn)生一種抑制和阻斷燃燒鏈反應(yīng)的游離基,使燃燒中斷。C類火災(zāi)是指可燃性氣體,如城市煤氣,石油液化氣等著火。這類火災(zāi),用水,酸堿式滅火機和泡沫式滅火機都無能為力,可使用“1211”滅火機或干粉滅火機。干粉滅火機是一種滅火時間短,滅火能力大的高效滅火機。D類火災(zāi)是指可燃性金屬,如鉀、鈉、鈣、鎂、鋁、鈦等金屬著火。這些活潑金屬如鉀、鈉、鈣能與水反應(yīng)產(chǎn)生可
7、燃性氣體氫氣,在高溫下,這些活潑金屬還能和二氧化碳起劇烈反應(yīng)。因此,D類火災(zāi)嚴禁用水滅火,酸堿式滅火機、泡沫式滅火機和二氧化碳滅火機、通用型干粉滅火機和“1211”也無濟于事。撲滅D類火災(zāi)最經(jīng)濟有效的方法是用干砂土覆蓋。此外,也可用“7150”滅火劑,即三甲氧基硼氧六環(huán),它受熱分解,吸收大量的熱并在可燃金屬表面形成氧化硼保護膜,將空氣隔絕,使火窒息。它對于撲救鎂、鋁、海綿狀鈦等輕金屬的火災(zāi),效果較好。衣服著火時應(yīng)立即以毯子之類蒙蓋在著火者身上以熄滅燃燒著的衣服,不應(yīng)慌張跑動,否則加強氣流流向燃燒著的衣服,使火焰加大。使用四氯化碳滅火機要注意防毒,四氯化碳遇高溫可形成劇毒的光氣,所以禁止用它撲救
8、二硫化碳的火災(zāi)。四氯化碳和“1211”均屬鹵代烷滅火劑,它們的特點是絕緣性能好,滅火后在燃燒物上不留痕跡,不會損壞儀器設(shè)備,所以它們適用于撲滅精密儀器、貴重圖書資料和電線等著火。一般電線著火,若用泡沫滅火機滅火,必須首先斷電,否則會因噴出的藥液導(dǎo)電而致滅火人員觸電傷亡。無論何種滅火器,皆應(yīng)從火的四周開始向中心撲滅?;炇覂?nèi)的滅火器材要定期檢查和更換藥液,臨用前須檢查噴嘴是否暢通,如有阻塞,應(yīng)用鐵絲疏通,以免造成爆炸事故。表1-1 常用滅火器(劑)滅火器類型特性要求適用范圍水(消火栓)適用于一般木材及各種纖維的著火以及可溶可半溶于水的可燃液體的著火砂土隔絕空氣而滅火,應(yīng)保持干燥用于不能用水滅火的
9、著火物石棉毯或薄毯隔絕空氣而滅火用于撲滅人身上燃著的火二氧化碳泡沫滅火器主要成份為硫酸鋁、碳酸氫鈉、皂粉等,經(jīng)與酸作用生成二氧化碳的泡沫蓋于燃燒上隔絕空氣而滅火適用于油類著火,不宜用于精密儀器、貴重資料滅火干式二氧化碳滅火器用二氧化碳壓縮干粉(碳酸氫鈉及適量滑潤劑防潮劑等)噴于燃燒物上而滅火適用于油類、可燃氣體、易燃液體、固體電器設(shè)備及精密儀器等著的火,不適用于鉀、鈉著火“1211”滅火器“1211”即二氟一氯一溴甲烷,是一種阻化劑,能加速滅火作用,不導(dǎo)電,毒性較四氯化碳小,滅火效果好用于油類、檔案資料、電氣設(shè)備及貴重精密儀器的著火三、化學毒物及中毒的救治1.毒物某些侵入人體的少量物質(zhì)引起局部
10、刺激或整個機體功能障礙的任何疾病都稱為中毒,這類物質(zhì)稱為毒物,根據(jù)毒物侵入的途徑,中毒分為攝入中、呼吸中毒和接觸中毒。接觸中毒和腐蝕性中毒有一定區(qū)別,接觸中毒是通過皮膚進入皮下組織,不一定立即引起表面的灼傷,腐蝕性中毒是使接觸它的那一部分組織立即受到傷害。毒物的劑量與效應(yīng)之間的關(guān)系稱為毒物的毒性,習慣上用半致死劑量(LD50)或半致死濃度(LC50)作為衡量急性毒性大小的指標,將毒物的毒性分為劇毒、高毒、中等毒、低毒、微毒五級。上述分級未考慮其慢性毒性及致癌作用,我國國家標準GB5044-85職業(yè)性接觸毒物危害程度分級根據(jù)毒物的LD50值、急慢性中毒的狀況與后果、致癌性、工作場所最高允許濃度等
11、6項指標全面權(quán)衡,將毒物的危害程度分為級,分級依據(jù)列于表12中,表13列出該標準對我國常見的56種毒物的危害程度分級。2.中毒癥狀與救治方法化驗人員應(yīng)了解毒物的侵入途徑、中毒癥狀和急救辦法。在工作中貫徹預(yù)防為主的方針,減少化學毒物引起的中毒事故。一旦發(fā)生中毒時能爭分奪秒地(這是關(guān)鍵)、正確地采取自救互救措施,力求在毒物被吸收以前實現(xiàn)搶救,直至醫(yī)生到來。表12簡要地列出了部分化學毒物的中毒癥狀及救治辦法,供參考?;炇医佑|毒物造成中毒的可能發(fā)生在取樣,管道破裂或閥門損壞等意外事故,樣品溶解時通風不良;有機溶劑萃取、蒸餾等操作中發(fā)生意外。預(yù)防中毒的措施主要是: 改進實驗設(shè)備與實驗方法,盡量采用低毒
12、品代替高毒品; 有符合要求的通風設(shè)施將有害氣體排除; 消除二次污染源,即減少有毒蒸氣的逸出及有毒物質(zhì)的撒落、潑濺; 選用必要的個人防護用具如眼鏡、防護油膏、防毒面具防護服裝等。表1-2 職業(yè)性接觸毒物危害程度分級級 別毒物名稱級(極度危害)汞及其化合物、苯、砷及其無機化合物(非致癌的除外)、氯乙烯、鉻酸鹽與重鉻酸鹽、黃磷、鈹及其化合物、對硫磷、羰基鎳、八氟異丁烯、氯甲醚、錳及其無機化合物、氰化物級(高度危害)三硝基甲苯、鉛及其化合物、二硫化碳、氯、丙烯腈、四氯化碳、硫化氫、甲醛、苯胺、氟化氫、五氯酚及其鈉鹽、鎘及其化合物、敵百蟲、氯丙烯、釩及其化合物、溴甲烷、硫酸二甲酯、金屬鎳、甲苯二異氰酸酯
13、、環(huán)氧氯丙烷、砷化氫、敵敵畏、光氣、氯丁二烯、一氧化碳、硝基苯級(中度危害)苯乙烯、甲醇、硝酸、硫酸、鹽酸、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、二甲基甲酰胺、六氯丙烯、苯酚、氮氧化物級(輕度危害)溶劑汽油、丙酮、氫氧化鈉、四氟乙烯、氨表13 常見化學毒物的急性致毒作用與救治方法(嚴重者現(xiàn)場急救處理后速送醫(yī)院)分類名稱主要致毒作用與癥狀救治方法酸硫酸、鹽酸、硝酸接觸:硫酸局部紅腫痛,重者起水泡、呈燙傷癥狀;硝酸、鹽酸腐蝕性小于硫酸吞服:強烈腐蝕口腔、食道、胃粘膜立即用大量流動清水沖洗,再用2%碳酸氫鈉水溶液沖洗,然后清水沖洗初服可洗胃,時間長忌洗胃以防穿孔;應(yīng)立即服7.5%氫氧化鎂懸液60mL,雞蛋清調(diào)水或
14、牛奶200mL。氫氟酸局部灼燒感,開始疼痛較小不易察覺,氫氟酸滲入指甲,劇痛眼燒傷立即用大量水沖洗,將傷處侵入:0.1%0.133%氯化芐銨水或乙醇溶液(冰鎮(zhèn));飽和硫酸鎂溶液(冰鎮(zhèn));70%乙醇溶液(冰鎮(zhèn))。上述方洗任選一種的效果最佳大量清潔冷水淋洗,每次15min,間隔15min強堿氫氧化鈉、氫氧化鉀接觸:強烈腐蝕性,化學燒傷吞服:口腔、食道、胃粘膜糜爛迅速用水、檸檬汁、稀乙酸或2%硼酸水溶液洗滌禁洗胃或催吐,給服稀乙酸或檸檬汁500mL,或0.5%鹽酸100500ML,再服蛋清水、牛奶、淀粉糊、植物油等無機物汞及其化合物大量吸入汞蒸氣或吞食二氯化汞等汞鹽;引起急性汞中毒,表現(xiàn)為惡心、嘔吐
15、、腹痛、腹瀉、全身衰弱、尿少或尿閉甚至死亡汞蒸氣慢性中毒癥狀:頭暈、頭痛、失眠等神經(jīng)衰弱癥狀;植物神經(jīng)功能紊亂、口腔炎及消化道癥狀及震顫皮膚接觸誤服者不得用生理鹽水洗胃,迅速灌服雞蛋清、牛奶或豆?jié){送醫(yī)院治療脫離接觸汞的崗位,醫(yī)院治療皮膚接觸:大量水沖洗后,濕敷3%-5%硫代硫酸鈉溶液,不深性汞化合物用肥皂和水洗無機物砷及其化合物皮膚接觸吞服:惡心、嘔吐、腹痛、劇烈腹瀉粉塵和氣體也可引起慢性中毒用肥皂和水沖洗,皮炎可涂2.5%二巰基丙醇油膏立即洗胃、催吐、洗胃前服新配氫氧化鐵溶液(12%硫酸亞鐵與20%氧化鎂混懸液等量混合)催吐,或服蛋清水或牛奶,導(dǎo)瀉,醫(yī)生處置氰化物皮膚燒傷吸入氰化氫或吞食氰化
16、物:量大者造成組織細胞窒息,呼吸停止而死亡急性中毒:胸悶、頭痛、嘔吐、呼吸困難、昏迷慢性中毒:神經(jīng)衰弱癥狀、肌肉酸痛等大量水沖洗,依次用萬分之一的高錳酸鉀和硫化銨洗滌,或用0.5%硫代硫酸鈉沖洗用亞硝酸異戊酯、亞硝酸鈉、硫代硫酸鈉解毒(醫(yī)生進行)鉻酸、重鉻酸鉀等鉻化合物鉻酸、重鉻酸鉀對粘膜有劇烈的刺激,產(chǎn)生炎癥和潰瘍;鉻的化合物可以致癌吞服中毒(略)用5%硫代硫酸鈉溶液清洗受污染皮膚有機化合物石油烴類(石油產(chǎn)品中的各種飽和或不飽和烴)吸入高濃度汽油蒸氣,出現(xiàn)頭痛、頭暈、心悸、神志不清等汽油對皮膚有脂溶性和刺激性,皮膚干燥、皸裂,個別人起紅斑、水皰石油烴能引起呼吸、造血、神經(jīng)系統(tǒng)慢性中毒癥狀某些
17、潤滑油和石油殘渣長期刺激皮膚可能引發(fā)皮癌移至新鮮空氣處,重癥可給予吸氧溫水清洗醫(yī)生治療涂5%爐甘石洗劑苯及其同系物(如甲苯)吸入蒸氣及皮膚滲透急性:頭暈、頭痛、惡心、重者昏迷抽搐甚至死亡慢性:損害造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)皮膚接觸用清水洗滌人工呼吸、輸氧、醫(yī)生處置三氯甲烷皮膚接觸:干燥、皸裂吸入高濃度蒸氣急性中毒、眩暈、惡心、麻醉慢性中毒:肝、心、腎損害皮膚皸裂者選用10%脲素冷霜脫離現(xiàn)場,吸氧,醫(yī)生處置四氯化碳接觸:皮膚因脫脂而干燥、皸裂吸入,急性:粘膜刺激、中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制和胃腸道刺激癥狀慢性:神經(jīng)衰弱癥侯群,損害肝、腎2%碳酸氫鈉或1%硼酸溶液沖洗皮膚和眼脫離中毒現(xiàn)場急救,人工呼吸、吸氧甲有機化
18、合物醇吸入蒸氣中毒,也可經(jīng)皮膚吸收急性:神經(jīng)衰弱癥狀,視力模糊,酸中毒癥狀慢性:神衰癥狀,視力減弱,眼球疼痛吞服15mL可導(dǎo)致失明,70100mL致死皮膚污染用清水沖洗濺入眼內(nèi),立即用2%碳酸氫鈉沖洗誤服,立即用3%碳酸氫鈉溶液充分洗胃后醫(yī)生處置芳胺、芳族硝基化合物吸入或皮膚滲透急性中毒致高鐵血紅蛋白癥,溶血性貧血及肝臟損害用溫肥皂水(忌用熱水)洗,苯胺可用5%乙酸或70%乙醇洗氣體氮氧化物呼吸系統(tǒng)急性損害急性中毒:口腔、咽喉粘膜、眼結(jié)膜充血,頭暈、支氣管炎、肺炎、肺水腫慢性:呼吸道病變移至新鮮空氣處,必要時吸氧二氧化硫、三氧化硫?qū)ι虾粑兰把劢Y(jié)膜有刺激作用;結(jié)膜炎、支氣管炎、胸痛、胸悶移至新
19、鮮空氣處,必要時吸氧,用2%碳酸氫鈉洗眼硫化氫眼結(jié)膜、呼吸及中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害急性:頭暈、頭痛甚至抽搐昏迷;久聞不覺其氣味更具危險性移至新鮮空氣處,必要時吸氧生理鹽水洗眼表14 第一類污染物的最高允許排放濃度污染物最高允許排入濃度/ mg/L污染物最高允許排放濃度/ mg/L1、總汞2、烷基汞3、總鎘4、總鉻5、六價鉻0.05(燒堿行業(yè)采用0.005mg/L)不得檢出0.11.50.56、總砷7、總鉛8、總鎳9、苯并a芘0.51.01.00.00003(試行標準,二、三級)表15 第二類污染物的最高允許排放濃度序號有害物質(zhì)或名稱最高允許排放濃度1pH692懸浮物(水利排灰、洗煤水、水力沖渣)50
20、0 mg/L3生物需氧量(5天,20)60 mg/L4化學耗氧量(重鉻酸鉀法)100 mg/L5硫化物1 mg/L6揮發(fā)性酚0.5 mg/L7氰化物(以游離氰根計)0.5 mg/L8有機磷0.5 mg/L9石油類10 mg/L10銅及化合物1 mg/L11鋅及化合物5 mg/L12氟及無機化合物10 mg/L13硝基本類5 mg/L14苯胺類3 mg/L2.廢液我國國家標準GB8978-88污水綜合排放標準中對能在環(huán)境或動植物體內(nèi)蓄積,對從體產(chǎn)生長遠影響的污染物稱第一類污染物,它們的允許排放濃度作了嚴格的規(guī)定,見表14。對于長遠影響小于第一類污染物的稱第二類污染物,根據(jù)排入水域的3種級別對揮發(fā)
21、酚、氰化物、氟化物、生化需氧量、化學耗氧量等20種污染物規(guī)定了最高允許排放濃度,詳見GB8978-88。實驗室廢液可以分別收集進行處理,下面介紹幾種處理方法: 無機酸類:將廢酸慢慢倒入過量的含碳酸鈉或氫氧化鈣的水溶液中或用廢堿互相中和,中和后用大量水沖洗。 氫氧化鈉、氨水:用6mol·L-1鹽酸水溶液中和,用大量水沖洗。 含汞、砷、銻、鉍等離子的廢液:控制酸度0.3mol·L-1H+,使其生成硫化物沉淀。 含氰廢液:加入氫氧化鈉使pH值10以上,加入過量的高錳酸鉀(3%)溶液,使CN-氧化分解。如CN-含量高,可加入過量的次氯酸鈣和氫氧化鈉溶液。 含氟廢液:加入石灰使生成氟
22、化鈣沉淀。 可燃性有機物:用焚燒法處理。焚燒爐的設(shè)計要確保安全、保證充分燃燒,如有有毒氣體產(chǎn)生應(yīng)設(shè)洗滌器。不易燃燒的可先用廢易燃溶劑稀釋。3.廢渣廢棄的有害固體藥品嚴禁倒在生活垃圾處,必須經(jīng)處理解毒后丟棄。處理方法可參閱有關(guān)文獻。五、氣瓶的安全使用1.氣瓶內(nèi)裝氣體的分類(1)壓縮氣體: 臨界溫度低于-10的氣體,經(jīng)加高壓壓縮,仍處于氣態(tài)者稱壓縮氣體,如氧、氮、氫、空氣、氬、氮等。這類氣體鋼瓶若設(shè)計壓力大于或等于12MPa(125kg/cm2)稱高壓氣瓶。(2)液化氣體 : 臨界溫度10的氣體,經(jīng)加高壓壓縮,轉(zhuǎn)為液態(tài)并與其蒸氣處于平衡狀態(tài)者稱為液化氣體。臨界溫度在-10至70者稱高壓液化氣體,如
23、二氧化碳、氧化亞氮。臨界溫度高于70,且在60時飽和蒸氣壓大于0.1MPa者稱低壓液化氣體,如氨、氯、硫化氫等即是。(3)溶解氣體: 單純加高壓壓縮,可產(chǎn)生分解、爆炸等危險性的氣體,必須在加高壓的同時,將其溶解于適當溶劑,并由多孔性固體物充盛。在15以下壓力達0.2MPa以上,稱為溶解氣體(或稱氣體溶液),如乙炔。從氣體的性質(zhì)分類可分為劇毒氣體,如氟、氯等;易燃氣體,如氫、一氧化碳等;助燃氣體,如氧、氧化亞氮等;不燃氣體,如氮、二氧化碳等。2.氣瓶的存放及安全使用(1)氣瓶必須存入在陰涼、干燥、嚴禁明火、遠離熱源的房間,并且要嚴禁明火,防曝曬。除不燃性氣體外,一律不得進入實驗樓內(nèi)。使用中的氣瓶
24、要直立固定放置。(2)搬運氣瓶要輕拿輕放,防止摔擲、敲擊、滾滑或劇烈震動。搬前要戴上安全帽,以防不慎摔斷瓶嘴發(fā)生事故。鋼瓶必須具有兩個橡膠防震圈。乙炔瓶嚴禁橫臥滾動。(3)氣瓶應(yīng)定期作技術(shù)檢驗、耐壓試驗。(4)易起聚合反應(yīng)的氣體鋼瓶,如乙烯、乙炔等,應(yīng)在貯存期限內(nèi)使用。(5)高壓氣瓶的減壓器要專用,安裝時螺扣要上緊(應(yīng)旋進7圈螺蚊,俗稱吃七牙),不得漏氣。開啟高壓氣瓶時操作者應(yīng)站在氣瓶出口的側(cè)面,動作要慢,以減少氣流摩擦,防止產(chǎn)生靜電。(6)瓶內(nèi)氣體不得全部用盡,一般應(yīng)保持0.21MPa的余壓,備充氣單位檢驗取樣所需及防止其它氣體倒灌。六、電氣安全化驗室接觸的物質(zhì)可能是易燃易爆的,如有機溶劑、
25、高壓氣體等,又可能使用大型現(xiàn)代化儀器。因引保障電氣安全對人身及儀器設(shè)備的保護都是非常重要的。1.電擊防護觸電事故主要是指電擊。通過人體的電流越大,傷害越嚴重。電流取決于施加人體的電壓和人體電阻。把不能引起生命危險的電壓稱為安全電壓,一般規(guī)定為36V。電擊的防護措施:電器設(shè)備完好,絕緣好。發(fā)現(xiàn)設(shè)備漏電要立即修理。不得使用不合格的或絕緣損壞、已老化的線路。建立定期維護檢查制度。良好的保護接地。將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與接地體之間做良好的金屬連接。使用漏電保護器。2.靜電防護靜電是在一定的物體中或其表面上存在的電荷。一般34kV的靜電電壓人便會有不同程度的電擊的感覺。靜電危害有兩個方面
26、: 危及大型精密儀器的安全: 由于現(xiàn)代化儀器中大量使用高性能元件,很多元件對靜電放電敏感,造成器件損壞,安裝在印刷電路板上的元器件更易損壞。 靜電電擊危害: 靜電電擊和觸電電擊不同,觸電電擊是指觸及帶電物體時電流持續(xù)通過人體造成的傷害。而靜電電擊是由于靜電放電時瞬間產(chǎn)生的沖擊性電流通過人體時造成的傷害。它雖不會引起生命危險,但放電時引起人摔倒、電子儀器失靈及放電的火花可引起易燃混合氣體的燃燒爆炸,因此必須加以防護。靜電防護措施如下:防靜電區(qū)內(nèi)不要使用塑料地板、地毯或其它絕緣性好的地面材料,可以鋪設(shè)導(dǎo)電性地板。在易燃易爆場所,應(yīng)穿導(dǎo)電纖維及材料制成的防靜電工作服、防靜電鞋(電阻應(yīng)在150k以下)
27、,戴防靜電手套。不要穿化纖類織物、膠鞋及緣緣鞋底的鞋。高壓帶電體應(yīng)有屏蔽措施,以防人體感應(yīng)產(chǎn)生靜電。進入實驗室應(yīng)徒手接觸金屬接地棒,以消除人體從外界帶來的靜電。坐著工作的場合可在手腕上帶接地腕帶。提高環(huán)境空氣中的相對濕度,當相對濕度超過65%70%時,由于物體表面電阻降低,便于靜電逸散。但這對精密儀器的生產(chǎn)、使用、維修過程仍不能滿足要求(在防靜電安全區(qū)內(nèi)靜電電壓力不得超過100V)3.用電安全守則(1)不得私自拉接臨時供電線路。(2)不準使用不合格的電氣設(shè)備,室內(nèi)不得有裸露的電線。保持電器及電線的干燥。(3)正確操作閘刀開關(guān),應(yīng)使閘刀處于完全合上或完全拉斷的位置,不能若即若離,以防接觸不良打火
28、花。禁止將電線頭直接插入插座內(nèi)使用。(4)新購的電器使用前必須全面檢查,防止因運輸震動使電線連接松動,確認沒問題并接好地線后方可使用。(5)使用烘箱和高溫爐時,必須確認自動控溫裝置可靠。同時還需人工定時監(jiān)測溫度,以免溫度過高。不得把含有在礙易燃易爆溶劑的物品送入烘箱和高溫爐加熱。(6)電源或電器的保險絲燒斷時,應(yīng)先查明原因,排除故障后再按原負荷換上適宜的保險絲。(7)使用高壓電源工作時,要穿絕緣鞋、戴絕緣手套并站在絕緣墊上。七、危險藥品的使用與保管根據(jù)常用的一些化學藥品的危險性質(zhì),化學藥品可以分為易燃、易爆和有毒三類。易燃化學品分類如下:(1) 易燃氣體:氨、乙胺、氯乙烷、乙烯、煤氣、氫氣、硫
29、化氫、甲烷、氯甲烷、氧氣、二氧化硫等。(2) 易燃液體:汽油、乙醚、乙醛、二硫化碳、石油醚、苯、醇、丙酮、甲苯、二甲苯、苯胺、乙酸乙酯、氯苯、氯甲醛等。(3) 易燃固體:紅磷、三硫化二磷、萘、鎂、鋁粉等。(4) 自燃物質(zhì):黃磷等。大部分有機溶劑都是易燃物質(zhì),使用或保管不當就極易造成燃燒事故,甚至造成人身事故或火災(zāi)。因此,在使用有機溶劑時必須特別注意以下幾點:(1) 實驗室內(nèi)不要保存大量易燃溶劑。少量的易燃溶劑也需密塞,切不可存放在敞口容器內(nèi),同時需放在陰涼處,并遠離火源,不能靠近電源及暖氣等。(2) 可燃性溶劑均不能直接加熱,必須用水浴、油浴或可調(diào)節(jié)電壓的電熱套加熱。蒸餾乙醚或二硫化碳時,更應(yīng)
30、特別注意,最好用預(yù)先加熱的或用水蒸氣加熱的熱水浴,必須遠離火源。(3) 蒸餾、回流易燃液體時,防止暴沸及局部過熱,瓶內(nèi)液體不得超過其容量的2/3,加熱中途不得加入沸石或活性炭,以免易燃液體暴沸濺出而引起著火。(4) 注意冷凝管中水流是否順暢;干燥管是否阻塞不通;儀器連接處塞子是否緊密,以免蒸氣逸出而引起著火。(5) 易燃蒸氣大都比空氣重(如乙醚的密度是空氣的2.6倍),能在工作臺面上流動,故在較遠處的火焰亦能使其著火,尤其處理大量的乙醚時,必須在沒有火源且通風的實驗室中進行。(6) 用過的溶劑不得倒入下水道,必須設(shè)法回收。含有有機溶劑的濾液、濾渣不能倒入敞口的廢物缸內(nèi),特別是燃著的火柴頭切不能
31、丟入廢物缸內(nèi)。(7) 金屬鈉、鉀遇到水易起火,股須保存在煤油或液體石蠟中,切不能露置空氣中。如遇著火,可用沙或石棉布撲滅,不能用四氯化碳滅火器,因其與鈉或鉀易起爆炸反應(yīng)。二氧化碳泡沫滅火器能加強鈉或鉀的火勢,亦不能使用。(8) 某些易燃物質(zhì)(如黃磷)在空氣中能自燃,必須保存在盛水玻璃瓶中,再放在金屬筒中,不得直接放在金屬筒中,以免腐蝕金屬筒。易燃物質(zhì)自水中取出后應(yīng)立即使用,不得露置空氣中過久。用后必須采取適當方法銷毀殘余部分并仔細檢查有無散落在桌面或地面上。如實驗室發(fā)生燃燒事故,必須保持鎮(zhèn)靜,不要慌亂。首先關(guān)閉火源(煤氣燈)和電源,迅速將可燃物移開。容器內(nèi)著火,可用濕布或木板蓋滅;溶劑潑倒后著
32、火,用沙、石棉布或滅火器撲滅,不要用水沖,因大多數(shù)有機溶劑不溶于水而浮于水面,會隨著水的流動而擴大燃燒面;衣服著火,可用麻袋裹滅,或趕快臥倒在地上滾滅,切勿跑跳,如實驗室有淋浴設(shè)備,可用水沖滅。八、化學廢棄物的處理知識化學實驗室是進行數(shù)據(jù)檢測和科學研究的場所,所產(chǎn)生的化學廢棄物(廢水、廢氣、廢渣稱為實驗室“三廢”),大多數(shù)是有毒有害物質(zhì),有些還是劇毒或致癌、致畸物質(zhì),如果處理不當,將污染實驗室的內(nèi)外環(huán)境,危害人們的身體健康,并有可能造成嚴重后果。實驗室產(chǎn)生的化學廢棄物一般數(shù)量少、種類多,應(yīng)視特性進行分類收集、存放,集中處理。1、廢氣的處理除對少量的有毒氣體可以通過通風櫥直接排至室外,排氣管必須
33、高于附近屋頂3m,而對大量的有毒氣體則需通過吸收液吸收進行收集,實驗室廢氣處理一般分物理方法和化學方法,經(jīng)處理后排放。1) 物理處理方法(1)吸附法:在殘留有廢氣的容器中放入適量活性炭或者新制取的木炭粉等,震蕩或久置即可,如Cl2,NO2的處理。(2)溶解法:如HCl等廢氣可用水來吸收,苯、甲苯等可用酒精來吸收,溴蒸氣可用四氯化碳來吸收等等。(3)回流法:此法適用于易液化的氣體。如制取溴苯,要在裝置上連接一根長玻璃管,使揮發(fā)的氣體在空氣的冷卻下液化為液體,沿長玻璃管內(nèi)壁回流到反應(yīng)裝置中。2)化學處理方法(1)燃燒法:如CO的尾氣處理就可用此法。(2)沉淀法:如H2S氣體通入飽和的CuSO4溶液
34、中,使其轉(zhuǎn)化為CuS沉淀。(3)堿液法:所有的酸性廢氣(如CO2、Cl2、HF、HCl、H2S、SO2、NO2等)都可采用這種方法。一般有直接通入法(即將實驗廢氣直接通入堿液)、直接導(dǎo)入法(即向集氣瓶中直接倒入濃堿液)和燒杯倒扣法(即在另一只大燒杯內(nèi)壁涂上飽和堿液,倒扣在實驗中的小燒杯上)。2、固體廢棄物的處理(1) 一般的有機固體廢棄物倒入專門的有機固體回收器存放,實驗用過的濾紙、紗布和稱量紙等放入固體廢棄物存放器中,如果過濾的是有毒物質(zhì)則要放入有害固體回收器中。(2) 含金屬鈉廢物:倒入專門的容器中,用適量的乙醇分解完全,在通風櫥中放置1小時,然后放在專門盛有有機溶劑的容器中。(3) 銀鹽
35、、鉛鹽和汞鹽存放在專門盛危險品的容器中。處理Ag及Ag2O先用5%HNO3酸化,再用Na2CO3中和,加飽和NaCl溶液使AgCl沉淀析出,抽濾后,回收再無毒固體專用容器中,濾液回收在盛水容器中。(4) 如在廢棄物中混有亞硝胺,則要將其濾出,儲存于有害固體回收器中。(5) 處理重鉻酸鈉時,先向濾液中加入10% H2SO4,直到pH值為1,慢慢加人固體硫代硫酸鈉直到溶液呈暗藍色,用10% Na2CO3中和溶液,過濾后收集氫氧化鉻固體放在有毒廢物容器中。3、液體廢棄物的處理我國國家標準GB8978-88污水綜合排放標準中對能在環(huán)境或動植物體內(nèi)蓄積,對人體產(chǎn)生長遠影響的污染物稱第一類污染物,它們的允
36、許排放濃度作了嚴格的規(guī)定,見表14。對于長遠影響小于第一類污染物的稱第二類污染物,根據(jù)排入水域的3種級別對揮發(fā)酚、氰化物、氟化物、生化需氧量、化學耗氧量等20種污染物規(guī)定了最高允許排放濃度,詳見GB8978-88。實驗室廢液可以分別收集進行處理,下面介紹幾種處理方法:(1) 一般的有機廢液倒入專門盛放有機溶劑的回收器中。有機、無機混合溶液,要先進行分離.有機層倒入有機溶劑回收器中,無機層經(jīng)酸或喊中和后,再倒入飛廢液回收器中。(2)酸性廢液用10% NaOH溶液或Na2CO3小心中和,倒人盛水溶液容器中,濃酸要先倒入少足水稀釋,再用堿中和后倒入廢液回收器中。(3)堿性廢液用10% HCI中和后倒
37、人廢液回收器中。(4)含鉻廢液在酸性條件下加人硫酸亞鐵,將Cr6+還原為Cr3+,然后加入硝石灰,調(diào)節(jié)廢液pH值,生成低毒的Cr(OH)3沉淀,分離沉淀后的清液排放,固體放人有毒廢物容器中。鉻酸洗液在多次使用顏色變綠后,可在110130溫度下濃縮冷卻,然后用高錳酸鉀粉末將Cr3+氧化,至溶液呈深褐色或徽紫色后,用砂芯漏斗濾去二氧化錳沉淀,即可重新再用。(5)氰含量低的廢液,加入氫氧化鈉使其呈堿性,再加人硫酸亞鐵溶液,使氰化物轉(zhuǎn)化成無毒的鐵氰絡(luò)合物沉淀;氰含盤高的廢液,在堿性介質(zhì)中加人次氯酸鈉也可使CN氧化分解,生成產(chǎn)物(CNO)加大漂白粉的用量,進一步分解為CO2和N2。(6)含砷廢液中加人硝
38、石灰,調(diào)節(jié)pH值在9左右,使砷生成砷酸鈣或亞砷酸鈣,然后再加人FeCl3,生成Fe(OH)3起共沉淀作用,可除去懸浮在溶液中的砷。(7)汞是液態(tài)金屬,濺落在地上會形成小汞珠,應(yīng)盡量揀拾起來,顆粒直徑大于1mm的汞可用以吸氣球或真空泵抽吸的揀汞器揀起來,揀過汞的地點可以灑上多硫化鈣、硫黃或漂白粉,或噴灑藥品使汞生成不揮發(fā)的難溶鹽,干后掃除。藥品為:20%三氯化鐵溶液;1%碘-1.5%碘化鉀溶液,每平方米使用300500mL。對吸附在墻壁、地板及設(shè)備表面上的汞可以用加熱薰碘法除去,按每平方米0.5g碘,加熱薰蒸,或按每10m2,用0.02m2蒸發(fā)面積的碘片,下班前關(guān)閉門窗,任其自然升華,次日移去。
39、含汞的廢液可先調(diào)節(jié)pH值到89,然后加入過量的硫化鈉,使其生成硫化汞沉淀,加人硫酸亞鐵作為共沉淀劑,清液排放,殘渣可用混凝劑固化處理后,再回收汞或送固廢處理單位統(tǒng)一處置。(8)對含鉛廢液,用石灰調(diào)節(jié)pH值到810,使鉛、鎘離子生成氫氧化鉛或氫氧化鎘沉淀。加人硫酸亞鐵作為共沉淀劑,使沉淀完全。(9)乙醚倒入專門有機溶劑回收器中,注意避免光照和高溫。(10)有機鹵代物要放人專用的有機鹵代物回收器,避免與其他有機溶劑混放。(11)伯胺或仲胺用水稀釋后倒入廢液回收器中,叔胺用10% NaOH調(diào)至堿性,經(jīng)石油醚萃取后,有機層倒人有機溶劑回收器中,水層倒入無機廢物回收器。伯芳胺用H2O稀釋,再用活性炭吸附
40、,活性炭倒人無害有機物回收器中,液液倒入廢液回收器。(12)苯、甲苯和苯肼等有毒的有機溶劑要存放在專用的芳香有毒物品存放器中。(13)異氰酸苯酯用過量的5.25%次氯酸鈉處理,再用10mL水稀釋后,存儲在盛水溶液的容器中。(14)含碘甲烷(致癌物質(zhì))的廢液回收在盛放毒品的容器中。(15)肼是致癌物質(zhì),處理肼先用水稀釋,再Na2CO3中和,再加人5.25%次氯酸鈉,在50水浴中加熱l h,使肼氧化,再用水稀釋,放人盛水的容器中。(16)含甲醇、乙醇、醋酸之類的可溶性的溶劑處理。由于這些溶劑能被細菌作用而分解,用大量水稀釋后即可排放。(17)低濃度的含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉,使酚氧化成鄰苯二
41、酚、鄰苯二醌等,然后將此廢液作為一般有機廢液處理;高濃度的含酚廢液可用乙酸、丁酯萃取,再用少量氫氧化鈉溶液反萃取。經(jīng)調(diào)節(jié)pH值后,進行重蒸餾回收,即可使用。(18)烴及含氧衍生物可采用活性炭吸附,或用廢紙、木屑吸收后焚燒生成水和二氧化碳除去。醇、醛、酚等可用高錳酸鉀氧化。在丙酮、乙醇等溶劑中,用鐵鹽作催化劑,升溫至50,H2O2能氧化硫醇、硫醚和二硫化物。第二節(jié) 基本物理常數(shù)的測定一、熔點的測定固體物質(zhì)在大氣壓力下加熱熔化時的溫度,稱為熔點。嚴格地說,熔點是物質(zhì)固液兩相在大氣壓力下平衡共存時的溫度,在此溫度下固體的分子(或離子、原子)獲得足夠的動能得以克服分子(或離子、原子)間的結(jié)合力而液化。
42、物質(zhì)從開始熔化至完全熔化的溫度范圍稱為熔點范圍(又稱熔程)。實驗室測得的熔點,實際上就是該物質(zhì)的熔點范圍。固體有機化合物的熔點是極重要的物理常數(shù),每一純粹的有機化合物有其固定的熔點,所以熔點往往可以用來鑒定有機化合物。熔點的測定又可大致看出某化合物的純度。純粹化合物的熔點距很小,約0.51,如其中含有雜質(zhì),則熔點距顯著增大,而熔點也常較純粹者為低1。如果兩種物質(zhì)具有相同或相反的熔點,可以測定其混合熔點來判別它們是否為同一物質(zhì)。因為相同的兩種物質(zhì),以任何比例混合時,其熔點不變。相反,兩種不同物質(zhì)的混合物,通常熔點下降。例如肉桂酸和尿素,它們各自的熔點都是135,但把它們等量混合,則比135低得很
43、多,而且熔點距大。這種混合熔點試驗,是用來檢驗兩種熔點相同或相近的有機物是否為同一種物質(zhì)的最簡便的物理方法。熔點測定器的式樣很多,較常用的為Thiele熔點測定管。其優(yōu)點是儀器簡單,方法簡便,管內(nèi)傳熱載體(浴液)因溫度差發(fā)生對流,不需人工攪拌;升溫快,冷卻也快,因而節(jié)省時間。缺點是管內(nèi)溫度分布不均勻,測得熔點不很準確,通常略高于真實的熔點。如果沒有Thiele管,也可以用燒杯(或試管)和攪拌棒代替。將Thiele熔點測定管(又稱b形管)夾在鐵架臺上,倒入濃硫酸3,濃硫酸液面高出上側(cè)管0.5cm左右4,熔點測定管口配一缺口單孔軟木塞(見圖1-1),用于固定溫度計5。把裝好樣品的毛細管借少許濃硫酸
44、粘貼在溫度計旁,使毛細管中樣品處于溫度計水銀球的中間。溫度計插入熔點測定管內(nèi)的深度以水銀球的中點恰在熔點測定管的兩側(cè)管口連線的中點為準。裝置如圖1-1。一切準備工作就緒以后,用酒精燈在熔點測定管的彎曲支管的底部加熱進行試測。每分鐘升溫45,直至樣品熔化,記下此時溫度計的讀數(shù)。這是一個粗略的熔點,雖不精確,但可供我們測定精確熔點參考。粗略的熔點測得后,移開火焰,讓浴液冷卻至樣品的熔點以下20左右,取出樣品管,棄去6,換入一支新的樣品管,緩緩加熱,每分鐘升溫23,至接近熔點約5時,再調(diào)節(jié)火焰,使溫度每分鐘約升高17。此時應(yīng)特別注意溫度的上升和樣品的軟化收縮和熔化的情況。當樣品明顯塌陷和開始液化時,
45、可將燈焰移開一點。毛細管中出現(xiàn)第一個液滴時,表明樣品開始熔化,這叫初熔。而晶體完全消失呈透明液體,表明熔化結(jié)束,這叫全熔。記下初熔和全熔時的溫度,即為樣品在實際測定中的熔點范圍8。例如對苯二酚的初熔溫度為173,全熔溫度是174,則對苯二酚的熔點記作173174。用上述方法分別測定尿素和肉桂酸的熔點,再把兩者等量混合,測定混合物的熔點。實驗完畢,把溫度計取出,讓其自然冷卻至室溫,用廢紙擦去硫酸,再用水沖洗,否則溫度計容易破裂。濃硫酸也要冷卻后倒回瓶中。注釋1 當有雜質(zhì)存在時(假定兩者不成固熔體),根據(jù)拉烏爾(Raoult)定律可知,在一定壓力下,在熔劑中增加熔質(zhì)的物質(zhì)的量(摩爾數(shù)),導(dǎo)致熔劑蒸
46、汽分壓降低,因此該混合物的熔點必較純粹者為低。測定熔點用的毛細管,如不潔凈,例如含有灰塵等,能產(chǎn)生410的誤差,因此拉毛細管用的玻璃管或破試管必須用蒸餾水洗凈。測定易升華物質(zhì)的熔點,毛細管的兩頭均須密封,整個封閉區(qū)域都要浸入浴液中。2毛細管封口薄,傳熱快,測定熔點時誤差小,但初學者不可要求過高,否則會造成漏管,浪費時間。檢查漏管方法只能用眼睛仔細觀察,不能用嘴吹氣(為什么?)。當裝好樣品的毛細管浸入浴液以后,發(fā)現(xiàn)樣品變黃,或管底滲入浴液,說明管子是漏的,應(yīng)取出棄去。3測定在250以下物質(zhì)的熔點,采用濃硫酸為浴液較為適宜,因為在實驗室中硫酸價廉易得,傳熱也好。溫度更高,濃硫酸將分解放出三氧化硫和
47、水,若在6份濃硫酸中加入4份硫酸鉀,則可加熱到365,但以這種混合物為浴液不適用于測定低熔點化合物的熔點,因為在冷時它已成半固體或固體狀態(tài)了。 使用濃硫酸作浴液時,應(yīng)特別小心,不僅要防止灼傷皮膚,還要注意勿使樣品 或其它有機物掉入硫酸,否則,硫酸的顏色會變成棕黑,妨礙觀察。若已變黑,可酌加少許硝酸鈉(或硝酸鉀)晶體,加熱后便可退色,因為生成的硝酸具有強氧化性,可以除去有機物質(zhì)。除硫酸外,磷酸、液體石蠟、硅油、甘油也可做浴液。磷酸可用于300以下。液體石蠟加熱至200仍不變色,但是使用時要小心,因為它的蒸汽是可燃的。硅油是有機硅化合物的聚合體,凝固點低,沸點高,使用溫度可達350,目前價格較貴。
48、4加熱后,硫酸膨脹,液面還會上升。液面太高,因浮力作用,常使毛細管下端漂離水銀球。5也可以用一個單孔軟木塞(不要切口)套在溫度計的頂端,用鐵夾夾住軟木塞,把溫度計固定在Thiele管中。熔點管附在溫度計的正前方。如圖1-2。6已測定過熔點的毛細管冷卻、樣品固化后,不能再做第二次測定,因為有時某些物質(zhì)會發(fā)生部分分解,有些會轉(zhuǎn)變成具有不同熔點的其它晶型。例如硬脂酸甘油酯有三種晶型,熔點分別為54.5、65和71.5。7測得的熔點是否精確與(1)樣品的純度,(2)樣品的多少,(3)樣品的細度,(4)加熱速度有關(guān)。后面三者造成的誤差是由于浴液和樣品之間以及樣品內(nèi)部的熱量傳遞需要時間。所以加熱速度要慢,
49、一方面使有充分的時間讓熱由毛細管外傳到管內(nèi)(管壁薄則傳熱時間短),另一方面對同一觀察者不能同時觀察溫度計的讀數(shù)和所測樣品的熔化情況,如慢慢加熱,則誤差減小。通常熔點誤差過大,多數(shù)是由于加熱太快造成的。加熱速度快慢可利用酒精燈位置的高低和火焰的大小來調(diào)節(jié)。8為了使測得的熔點更加準確,須對溫度計進行校正。校正方法如下:溫度計刻度的校正,常用的有下列兩種方法:a)將被檢定溫度計和標準溫度計放在恒溫槽中,在不同的測溫范圍內(nèi)進行比較檢定。b)選用已知熔點和純有機化合物進行熔點測定,把觀察到熔點和已知熔點比較,繪出校正曲線進行校正。例如,選擇純的二苯胺(5455)、間二硝基苯(90)、苯甲酸(122.1)
50、、水楊酸(159)、尿酸(187)、對羥基苯甲酸(214215),用被檢定溫度計分別測定它們的熔點,以觀察到的熔點為縱坐標,觀察到的熔點與已知熔點的差數(shù)為橫坐標,繪制校正曲線(見圖1-3)。再用同一溫度計測未知物,如觀察到的熔點是100,由橫坐標查出校正數(shù)1.3,相減等于98.7。溫度計露出部分水銀柱的校正普通溫度計的刻度是在溫度計的汞柱全部均勻受熱的情況下刻出來的。測定熔點時,僅將溫度計的一部分插入浴液中,有一段汞柱外露在液面上,受到空氣的冷卻,這樣測得的溫度當然偏低。因此,必須對外露的汞柱造成的誤差進行校正。校正值(t)可按下式求得: t=kn(t1-t2) (3-1)式中k汞與玻璃的膨脹
51、系數(shù)之差,此常數(shù)與t1有關(guān)。當 t1=0150, k=0.000158; t1=150250,k=0.000160; t1=300, k=0.000164;n露出浴液液面的汞柱的攝氏度數(shù),即t1-t3,;t1測得的熔點,;t2露出浴液液面的汞柱的平均溫度(用輔助溫度計測得,其汞球應(yīng)放在測熔點的溫度計外露汞柱的中點部分,裝置如圖3-8),;t3浴液液面溫度計的刻度數(shù),。 例如,實驗測得熔點t1為190,浴液面在溫度計的30處,則露出液面的汞柱為n=t1-t3=190-30 =160 ,輔助溫度計水銀球應(yīng)放在160/2 + 30 = 110()處,測得t2 =65,則t=0.000160×
52、;160×(190-65)=3.2(),校正后的熔點為 190+3.2=193.2()二、蒸餾及沸點的測定蒸餾是分離和提純液體有機化合物最常用的方法之一,也是測定液體沸點的一種方法。所謂蒸餾就是將液體加熱到沸騰狀態(tài),使該液體變成蒸氣,又將蒸氣冷卻再得到液體的過程。沸騰時,液體的飽和蒸氣壓與外界壓強相等,這時的溫度稱為沸點。純液態(tài)有機化合物有恒定的沸點,在整個蒸餾過程中沸點變動很小,只有0.51.5。不純的液態(tài)有機化合物沒有恒定的沸點1,蒸餾過程中沸點變動大。因此通過沸點的測定,可以定性地鑒定液態(tài)有機化合物的純度2。如果將混合液體蒸餾,先蒸出的主要是低沸點組分,后蒸出的主要是高沸點組分
53、,不揮發(fā)的則留在蒸餾器里。所以通過蒸餾不僅可以除去不揮發(fā)性物質(zhì),而且還可以分離沸點相差較大而又無共沸點的液態(tài)混合物。用蒸餾法測定沸點的方法叫做常量法,這個方法需用較多的樣品(10mL以上)。若樣品不多時,宜用微量法測定。1常量法測定沸點(1) 蒸餾裝置蒸餾裝置見圖1-5,由蒸餾燒瓶、冷凝管和接受器三部分組成。裝配先下后上,從熱源開始,依次安裝三腳架(或鐵圈)、石棉網(wǎng)。圖中為直形冷凝管。用冷水冷卻,蒸氣自上而下, 水自下而上,兩者逆流以提高冷卻效果。再取干燥的60mL蒸餾燒瓶一個,瓶口配上單孔軟木塞,插入200溫度計,其水銀球上端的位置恰好與蒸餾燒瓶支管的下緣處在同一水平線上,用鐵夾夾住瓶頸固定
54、在鐵架臺上。另用一個冷凝管夾夾住冷凝管,固定于另一個鐵架上。調(diào)節(jié)十字夾,使冷凝管的位置與蒸餾燒瓶支管在同一軸線上。然后松開冷凝管夾,使冷凝管沿此軸移動和蒸餾燒瓶的支管相連,支管管口應(yīng)伸出木塞22.5cm,最后連上接液管和接受器3。若餾出液易吸水,接受器上還要裝上干燥管與大氣相通,以防濕氣侵入。冷凝管有多種4,通常用的為直形冷凝管。用冷水冷卻,蒸氣自上而下,水自下而上,兩者逆流以提高冷卻效果。(2)沸點的測定沸點在蒸餾燒瓶里加入23粒沸石(防暴沸劑)5,經(jīng)漏斗加入30mL甲苯。如不用漏斗,也可把蒸餾燒瓶斜放,側(cè)管朝上,使液體沿著側(cè)管對面的瓶壁流入。立即在蒸餾燒瓶口塞上帶有溫度計的軟木塞,再仔細檢
55、查一遍,整套儀器的裝配是否正確規(guī)范。要求所有儀器的中心軸線不論從正面看或從側(cè)面看都在同一平面上,鐵架臺的豎桿、十字夾要整齊地放在儀器的背后。儀器間的連接要緊密不漏氣,否則蒸餾時蒸氣逸出會引起燃燒,必要時可用火棉膠涂抹瓶口軟木塞,但接受器不能密封,因為在密封系統(tǒng)中蒸餾會引起爆炸。用燈加熱石棉網(wǎng)6,開始蒸餾,記錄第一滴餾出液從接液管滴下時的溫度。調(diào)節(jié)火焰7,使蒸餾速度約為每秒鐘自接液管滴下12滴,溫度計水銀球常見有液滴凝結(jié)。此時的溫度為液相和氣相平衡時溫度,即為該液體的沸點。記下蒸出10mL甲苯和20mL甲苯時的溫度,這兩個溫度即為甲苯的沸點范圍,又稱沸程。在蒸餾時,通常將所觀察到的沸程作為該物質(zhì)的沸點8。外界壓力對沸點有顯著影響,所以在報告沸點時要注明當時的氣壓。例如b.p.110110.5(100525Pa)。如果維持原來加
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